CN112986494A - 异味强度的检测模型生成系统、异味强度的检测装置与冰箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种异味强度的检测模型生成系统、异味强度的检测装置与冰箱。其中异味强度的检测模型生成系统包括：气体传感器，放置于取样空间内，且取样空间内布置有食材处理物，食材处理物散发气味以形成气体样品；数据采集卡，用于记录气体传感器检测得到的气体样品的样品特征值；以及数据处理装置，用于根据样品特征值以及对应的样品异味强度生成特征值与异味强度的函数关系，并将函数关系作为用于检测异味强度的检测模型。本发明的方案，根据上述检测模型可以快速、简便、低成本地确定出实际气体的实际异味强度。

Description

异味强度的检测模型生成系统、异味强度的检测装置与冰箱
技术领域
本发明涉及家电技术领域，特别是涉及一种异味强度的检测模型生成系统、异味强度的检测装置与冰箱。
背景技术
现代科技的飞速发展推动了智能生活普及，使得人们对于冰箱的要求从基本的冷藏功能需求向智能化保鲜需求转化。冰箱的异味检测是实现智能化保鲜功能的关键点之一。冰箱异味是由食物本身释放的气味及食物腐败变质产生的异味积累和叠加表现的结果，在一定程度上能够反映出冰箱内食品的新鲜度。从化学成分来看，冰箱异味主要有2-异丁噻唑、硫化二乙基、芳香族酯、胺类物质、二氧化碳等，属于十分复杂的混合体系。
现有异味检测的方法主要有两种，第一种是感官评价法，但是这种方法需要对感官嗅辨员进行专业培训，且受嗅辨员的身体状态影响较大，无法做到短期内的多频次检测；第二种是仪器分析法，该方法基于气相色谱法和质谱法，即通过精密化学分析的方法测定异味气体的组成和浓度，但是这种方法操作复杂、对操作人员要求高、耗费时间长、费用高，无法给出冰箱异味的整体强度。上述两种检测方式均不适宜应用于冰箱内部环境的异味检测。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种异味强度的检测模型生成系统，以快速、简便、低成本地检测异味强度。
本发明一个进一步的目的是提供一种适用于冰箱内部环境的异味强度检测装置。
特别地，本发明提供了一种异味强度的检测模型生成系统，包括：气体传感器，放置于取样空间内，且取样空间内布置有食材处理物，食材处理物散发气味以形成气体样品；数据采集卡，用于记录气体传感器检测得到的气体样品的样品特征值；以及数据处理装置，用于根据样品特征值以及对应的样品异味强度生成特征值与异味强度的函数关系，并将函数关系作为用于检测异味强度的检测模型。
可选地，异味强度的检测模型生成系统包括：主体部，其包括气体传感器、风扇和底座，且底座上固定有气体传感器和风扇；风扇用于形成流经气体传感器的气流。
可选地，主体部还包括：数据传输连接线，与数据采集卡连接，且主体部设置于取样空间的顶部。
可选地，气体传感器为微机电系统气敏传感器。
可选地，气体传感器还配置成：对多种食材处理物形成的多种气体样品分别进行检测，并在数据采集卡中记录多种气体样品的样品特征值。
可选地，多种食材处理物形成多种气体样品的过程包括：取多个食材样品分别放置于预设环境内预设时间，将放置后的食材样品作为食材处理物，其中多个食材样品相同或不同，且相同食材样品放置的预设时间不同；以及将多种食材处理物分别放置于取样空间内相同时间，以形成多种气体样品。
可选地，利用三点比较式臭袋法检测多种气体样品，以得到多个样品异味强度。
可选地，数据处理装置还配置成：将多个样品异味强度和多个样品特征值输入以异味强度为X轴、特征值为Y轴的坐标系，得到多个坐标点，通过对多个坐标点进行线性拟合，得到函数关系。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种异味强度的检测装置，其采用的检测模型根据上述任一种异味强度的检测模型生成系统生成，且异味强度的检测装置配置成：利用气体传感器检测待检空间内的实际气体，得到实际气体的实际特征值；以及根据实际特征值和函数关系确定实际气体的实际异味强度。
根据本发明的再一个方面，还提供了一种冰箱，包括上述异味强度的检测装置，其中待检空间为冰箱的储物空间。
本发明的异味强度的检测模型生成系统、异味强度的检测装置与冰箱，根据样品特征值和对应的样品异味强度生成特征值与异味强度的函数关系，并将函数关系作为用于检测异味强度的检测模型。在获取待检空间内的实际气体的实际特征值之后，根据上述检测模型可以快速、简便、低成本地确定出实际气体的实际异味强度。
进一步地，本发明的异味强度的检测模型生成系统、异味强度的检测装置与冰箱，在确定实际气体的实际异味强度时，无需感官嗅辨员进行测定，避免检测结果受到嗅辨员的身体状态影响；并且，也无需采用精密化学分析的方法测定异味气体的组成和浓度，检测过程智能化程度高，且适用于冰箱内部环境的异味检测。通过准确便捷地测定冰箱内的异味强度，用户可以了解冰箱内食物的新鲜程度，从而进行相应处理，有效提升用户的使用体验。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的异味强度的检测模型生成系统的示意框图；
图2是根据本发明一个实施例的异味强度的检测模型生成系统中主体部的结构示意图；
图3是根据本发明一个实施例的异味强度的检测模型生成系统所生成的函数关系的示意图；以及
图4是根据本发明一个实施例的冰箱的示意框图。
具体实施方式
本实施例首先提供了一种异味强度的检测模型生成系统，根据生成的检测模型可以快速、简便、低成本地确定出异味强度。图1是根据本发明一个实施例的异味强度的检测模型生成系统100的示意框图。如图1所示，该异味强度的检测模型生成系统100一般性地可以包括：气体传感器111、数据采集卡120以及数据处理装置130。
其中，气体传感器111放置于取样空间内，且取样空间内布置有食材处理物，食材处理物散发气味以形成气体样品。数据采集卡120用于记录气体传感器111检测得到的气体样品的样品特征值。数据处理装置130用于根据样品特征值以及对应的样品异味强度生成特征值与异味强度的函数关系，并将函数关系作为用于检测异味强度的检测模型。
图2是根据本发明一个实施例的异味强度的检测模型生成系统100中主体部110的结构示意图。异味强度的检测模型生成系统100可以包括：主体部110。如图2所示，主体部110可以包括气体传感器111、风扇112和底座113，且底座113上固定有气体传感器111和风扇112；风扇112用于形成流经气体传感器111的气流。风扇112可以将异味气体更多地吹向气体传感器111，使得气体传感器111的检测结果更加准确。
此外，如图2所示，主体部110还可以包括：数据传输连接线115，与数据采集卡120连接。此外，主体部110还可以包括：电源连接线114，与外接电源连接。并且，主体部110可以设置于取样空间的顶部。主体部110设置于取样空间的顶部，一方面使得气体传感器111的信号较好，检测过程稳定性高；另一方面减小占用空间，避免影响取样空间的原本储物作用。在一种优选的实施例中，气体传感器111可以是微机电系统气敏传感器(MicroelectroMechanical Systems，简称MEMS传感器)，作为一种微气体传感器，可以满足集成化、智能化、多功能化的要求。具体地，可以选用WQJ传感器。
在一种具体的实施例中，气体传感器111还可以配置成：对多种食材处理物形成的多种气体样品分别进行检测，并在数据采集卡120中记录多种气体样品的样品特征值。其中多种食材处理物形成多种气体样品的过程可以包括：取多个食材样品分别放置于预设环境内预设时间，将放置后的食材样品作为食材处理物，其中多个食材样品相同或不同，且相同食材样品放置的预设时间不同；以及将多种食材处理物分别放置于取样空间内相同时间，以形成多种气体样品。上述多种食材处理物形成多种气体样品的过程实际上也包括预先形成多种食材处理物的过程。相同食材样品放置的预设时间不同，可以保证形成的食材处理物新鲜程度不同。
优选地，预设环境可以是预设温度和预设湿度的恒温恒湿箱。取样空间可以是冰箱的储物空间，且取样空间可以提前经过除味处理，例如经过活性炭处理1小时。以下对一个多种食材处理物形成多种气体样品的具体实施例进行介绍：
取200g白菜、在40℃和75％湿度的恒温恒湿箱中放置15小时，记为第一食材处理物；取200g白菜、在40℃和75％湿度的恒温恒湿箱中放置12小时，记为第二食材处理物；取200g鸡胸肉、在40℃和75％湿度的恒温恒湿箱中放置5小时，记为第三食材处理物；取200g苹果，记为第四食材处理物；取200g海虾，记为第五食材处理物；取200g白菜、在40℃和75％湿度的恒温恒湿箱中放置18小时，记为第六食材处理物；取200g土豆、在40℃和75％湿度的恒温恒湿箱中放置9小时，记为第七食材处理物；取200g香蕉，记为第八食材处理物；取200g白菜、在40℃和75％湿度的恒温恒湿箱中放置21小时，记为第九食材处理物；取200g鸡胸肉、在40℃和75％湿度的恒温恒湿箱中放置8小时，记为第十食材处理物；取200g鸡胸肉、在40℃和75％湿度的恒温恒湿箱中放置12小时，记为第十一食材处理物；取200g土豆、在40℃和75％湿度的恒温恒湿箱中放置15小时，记为第十二食材处理物；取200g猪肉、在40℃和75％湿度的恒温恒湿箱中放置13小时，记为第十三食材处理物；取200g鸡胸肉、在40℃和75％湿度的恒温恒湿箱中放置15小时，记为第十四食材处理物。
将第一食材处理物至第十四食材处理物分别放置在14个冰箱中1小时后，可以在14个冰箱中形成14种气体样品。需要说明的是，上述200g苹果直接记为第四食材处理物，200g海虾直接记为第五食材处理物，以及200g香蕉直接记为第八食材处理物，可以理解为在恒温恒湿箱中放置0小时。由于上述几个食材样品在恒温恒湿箱中放置较长时间也不会产生较强异味，因此可以直接作为食材处理物。
此外，上述实施例中设置了多个取样空间，将多种食材处理物分别放置于多个取样空间内形成气体样品。在其他一些实施例中，还可以只设置一个取样空间，将多种食材处理物分次放入该取样空间内形成气体样品。只是这种取样方式需要在每次提取气体样品后对取样空间进行除味，避免影响后续取样的准确性。
利用气体传感器111检测气体样品可以得到气体样品的样品特征值，例如，可以将14组气体传感器111分别放置在上述14个形成有气体样品的冰箱内，数据采集卡120记录14组气体传感器111检测得到的气体样品的样品特征值，分别记为WQJ1、WQJ2、……、WQJ14。上述实施例设置多组气体传感器111对多种气体样品分别进行检测，在其他一些实施例中，还可以设置1组气体传感器111分别对多种气体样品进行检测。
利用三点比较式臭袋法检测多种气体样品，以得到多个样品异味强度。三点比较式臭袋法，就是通过感官嗅辨员按照标准方法对异味强度进行测定。例如，利用三点比较式臭袋法分别检测上述14个冰箱内气体样品的样品异味强度，分别记为O1、O2、……、O14。采用三点比较式臭袋法对异味强度进行评测，并作为后续气体传感器111检测的参考标准，帮助气体传感器111实现了整体异味强度检测，解决了现有技术中只能分析个别化学成分，不一定能分析全面的局限性。三点比较式臭袋法作为一种标准方法，其检测结果体现了人体感官对异味气体的感受。
并且，本实施例的异味强度的检测模型生成系统100，仅在生成检测模型的过程中采用三点比较式臭袋法对异味强度进行感官评价测定。在得到检测模型之后，根据检测模型检测实际气体的实际异味强度时，不再需要专业人员进行测定，使得检测异味强度的方法具有普遍适用性。
在一种具体的实施例中，数据处理装置130还可以配置成：将多个样品异味强度和多个样品特征值输入以异味强度为X轴、特征值为Y轴的坐标系，得到多个坐标点，通过对多个坐标点进行线性拟合，得到函数关系。例如，14种气体样品的样品异味强度分别为O1、O2、……、O14，样品特征值分别为WQJ1、WQJ2、……、WQJ14；则可以得到如下14个坐标点：(O1，WQJ1)、(O2，WQJ2)、……、(O14，WQJ14)。将上述14个坐标点连线进行线性拟合，可以得到特征值与异味强度的函数关系，并将该函数关系作为用于检测异味强度的检测模型。后续获取待检空间内的实际气体的实际特征值之后，根据上述检测模型可以快速、简便、低成本地确定出实际气体的实际异味强度。需要说明的是，O1和WQJ1分别是对相同气体样品检测得到的样品异味强度和样品特征值，以此类推，其余坐标点中的样品异味强度和样品特征值也是针对相同气体样品得到的。
图3是根据本发明一个实施例的异味强度的检测模型生成系统100所生成的函数关系的示意图。本实施例中14种气体样品的样品异味强度O1、O2、……、O14分别为0，0，0，0，0，2，2，6，7，7，11，12，15，16；样品特征值WQJ1、WQJ2、……、WQJ14分别为0.16，0.16，0.18，0.19，0.16，0.33，0.35，0.59，0.68，0.65，0.89，0.94，1.37，1.41。将上述14个样品异味强度和14个样品特征值输入以异味强度为X轴、特征值为Y轴的坐标系，则可以得到如下14个坐标点：(0，0.16)、(0，0.16)、(0，0.18)、(0，0.19)、(0，0.16)、(2，0.33)、(2，0.35)、(6，0.59)、(7，0.68)、(7，0.65)、(11，0.89)、(12，0.94)、(15，1.37)、(16，1.41)。对上述14个坐标点进行线性拟合，可以得到异味强度X与特征值Y的函数关系：Y＝0.074X+0.164，R2＝0.985，得到的函数关系作为用于检测异味强度的检测模型。其中R2是拟合系数，反映回归直线对观测值的拟合程度。R2的值越接近1，说明回归直线对观测值的拟合程度越好；反之，R2的值越小，说明回归直线对观测值的拟合程度越差。
此外，在一种具体的实施例中，将200g土豆在40℃和75％湿度的恒温恒湿箱中放置14小时，共计制备4组食材处理物，记为食材处理物D1、食材处理物D2、食材处理物D3、食材处理物D4。将4组气体传感器111分别放置在包含食材处理物D1、食材处理物D2、食材处理物D3、食材处理物D4的4个取样空间内前部中心、后部中心、底部中心和顶部中心位置，在1小时后获取4组气体传感器111检测得到的特征值，分别记为WQJD1、WQJD2、WQJD3、WQJD4，每个特征值累计测30次。分别计算30次WQJD1、WQJD2、WQJD3、WQJD4的相对标准偏差(RSD，relativestandard deviation)，结果如下所示：气体传感器111放置于前部中心时，RSD为8.7％；气体传感器111放置于后部中心时，RSD为8.9％；气体传感器111放置于底部中心时，RSD为10.7％；气体传感器111放置于顶部中心时，RSD为7.9％。
将5组200g土豆在40℃和75％湿度的恒温恒湿箱中分别放置2小时、6小时、8小时、10小时、12小时，记为食材处理物E1、食材处理物E2、食材处理物E3、食材处理物E4、食材处理物E5。将食材处理物E1、食材处理物E2、食材处理物E3、食材处理物E4、食材处理物E5分别放置在5个取样空间内1小时后，按照三点比较式臭袋法对5个取样空间内的气体样品的样品异味强度进行测定，记为OE1、OE2、OE3、OE4、OE5。将20组气体传感器111分别放置在上述5个取样空间内前部中心、后部中心、底部中心和顶部中心位置，即每个取样空间内放置有4组气体传感器111，每个取样空间内的气体样品得到4个样品特征值。将每个取样空间内相同位置的气体传感器111得到的样品特征值与上文的样品异味强度进行线性拟合，得到拟合系数，结果如下所示：气体传感器111放置于前部中心时，拟合系数为0.76；气体传感器111放置于后部中心时，拟合系数为0.77；气体传感器111放置于底部中心时，拟合系数为0.87％；气体传感器111放置于顶部中心时，拟合系数为0.92。正如前文提到的，拟合系数越接近1，说明拟合程度越好；并且RSD越小说明越准确，因此气体传感器111放置于取样空间顶部中心时检测异味强度的效果最好。
本实施例还提供了一种异味强度的检测装置和一种冰箱。图4是根据本发明一个实施例的冰箱300的示意框图。其中，冰箱300包括异味强度的检测装置200，待检空间为冰箱300的储物空间。异味强度的检测装置200采用的检测模型根据上述任一实施例的异味强度的检测模型生成系统100生成，且异味强度的检测装置200配置成：利用气体传感器111检测待检空间内的实际气体，得到实际气体的实际特征值；以及根据实际特征值和函数关系确定实际气体的实际异味强度。例如，气体传感器111检测待检空间内的实际气体，得到实际气体的实际特征值；将实际气体的实际特征值带入特征值与异味强度的函数关系，即可得到实际气体的实际异味强度。
例如，若异味强度X与特征值Y的函数关系为：Y＝0.074X+0.164，R2＝0.985。则当实际特征值Y为0.68时，得到实际异味强度X为7；当实际特征值Y为0.98时，得到实际异味强度X为11；当实际特征值Y为1.5时，得到实际异味强度X为18。而为了检验利用上述函数关系得到实际异味强度的值是否准确，可以采用三点比较式臭袋法进行验证。当实际特征值Y为0.68时，利用三点比较式臭袋法测得的异味强度为8，与得到的实际异味强度7的相对误差为12.5％；当实际特征值Y为0.98时，利用三点比较式臭袋法测得的异味强度为10，与得到的实际异味强度11的相对误差为10％；当实际特征值Y为1.5时，利用三点比较式臭袋法测得的异味强度为21，与得到的实际异味强度18的相对误差为14.3％。由此可见，上述相对误差的总体误差在12.3％，即本实施例的异味强度的检测方法根据检测模型确定实际异味强度的准确度较高。
本实施例的异味强度的检测装置200和冰箱300，在确定实际气体的实际异味强度时，无需感官嗅辨员进行测定，避免检测结果受到嗅辨员的身体状态影响；并且，也无需采用精密化学分析的方法测定异味气体的组成和浓度，检测过程智能化程度高，且适用于冰箱300内部环境的异味检测。通过准确便捷地测定冰箱300内的异味强度，用户可以了解冰箱300内食物的新鲜程度，从而进行相应处理，有效提升用户的使用体验。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种异味强度的检测模型生成系统，包括：
气体传感器，放置于取样空间内，且所述取样空间内布置有食材处理物，所述食材处理物散发气味以形成气体样品；
数据采集卡，用于记录所述气体传感器检测得到的所述气体样品的样品特征值；以及
数据处理装置，用于根据所述样品特征值以及对应的样品异味强度生成特征值与异味强度的函数关系，并将所述函数关系作为用于检测异味强度的检测模型。
2.根据权利要求1所述的异味强度的检测模型生成系统，包括：
主体部，其包括所述气体传感器、风扇和底座，且
所述底座上固定有所述气体传感器和所述风扇；
所述风扇用于形成流经所述气体传感器的气流。
3.根据权利要求2所述的异味强度的检测模型生成系统，其中所述主体部还包括：
数据传输连接线，与所述数据采集卡连接，且
所述主体部设置于所述取样空间的顶部。
4.根据权利要求1所述的异味强度的检测模型生成系统，其中，
所述气体传感器为微机电系统气敏传感器。
5.根据权利要求1所述的异味强度的检测模型生成系统，其中所述气体传感器还配置成：
对多种所述食材处理物形成的多种所述气体样品分别进行检测，并在所述数据采集卡中记录多种所述气体样品的所述样品特征值。
6.根据权利要求5所述的异味强度的检测模型生成系统，其中多种所述食材处理物形成多种所述气体样品的过程包括：
取多个食材样品分别放置于预设环境内预设时间，将放置后的食材样品作为食材处理物，其中多个所述食材样品相同或不同，且相同所述食材样品放置的所述预设时间不同；以及
将多种所述食材处理物分别放置于所述取样空间内相同时间，以形成多种所述气体样品。
7.根据权利要求5所述的异味强度的检测模型生成系统，其中，
利用三点比较式臭袋法检测多种所述气体样品，以得到多个所述样品异味强度。
8.根据权利要求7所述的异味强度的检测模型生成系统，其中所述数据处理装置还配置成：
将多个所述样品异味强度和多个所述样品特征值输入以异味强度为X轴、特征值为Y轴的坐标系，得到多个坐标点，通过对多个所述坐标点进行线性拟合，得到所述函数关系。
9.一种异味强度的检测装置，其采用的检测模型根据权利要求1至8中任一项所述的异味强度的检测模型生成系统生成，且所述异味强度的检测装置配置成：
利用所述气体传感器检测待检空间内的实际气体，得到所述实际气体的实际特征值；以及
根据所述实际特征值和所述函数关系确定所述实际气体的实际异味强度。
10.一种冰箱，包括权利要求9所述的异味强度的检测装置，其中所述待检空间为所述冰箱的储物空间。
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